Устройство для передачи и приема забойной информации

 

Изобретение относится к телеуправлению и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности при бурении и исследовании скважин. Задачей изобретения является обеспечение двунаправленного приема-передачи и упрощение устройства с одновременным повышением его помехозащищенности. Это достигается тем, что устройство содержит передающую (скважинную) часть и приемную (наземную) часть, которые соединены линией связи, представляющей собой геофизический кабель. При этом передающая часть содержит входной стабилизатор с гальванической развязкой, на вход которого подключен блок конденсаторов, ключевой элемент, управление которым осуществляет блок измерения и кодирования информации, на вход которого подключены информационные датчики. Между ключевым элементом и нулевой шиной (броней кабеля) установлен преобразователь ток - напряжение, с которого снимается информация и поступает на декодер и далее - на управляющий вход блока измерения и кодирования информации. А приемная часть содержит источник постоянного напряжения, один вывод которого непосредственно подключен к линии связи. Другой вывод через последовательно соединенные ключевой элемент и преобразователь ток - напряжение подключен к нулевой шине линии связи. Управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом блока управления. Съем информации с преобразователя ток - напряжение осуществляют через декодер и далее информация поступает на блок обработки и регистрации. 1 ил.

Изобретение относится к области телеизмерения и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности при бурении и исследовании скважин.

Известно устройство для передачи и приема сигналов по двухпроводной линии связи, содержащее передающую и приемную части устройства, соединенные линией связи, при этом передающая часть содержит формирователь информационных импульсов, соединенный с ключевым элементом, и конденсатор, а приемная часть содержит источник постоянного напряжения, коммутируемый ключевой элемент, соединенный с блоком управления ( см., а.с. 1517140, кл. H 04 В 3/54, опубл. 1989 ).

В этом устройстве передача информации осуществляется в одном направлении, во время логического "0" с источника постоянного напряжения.

К недостаткам этого устройства следует отнести ограниченность времени посылки сигналов от формирователя импульсов временем разряда конденсатора, что приводит к необходимости либо увеличивать его емкость и соответственно габариты устройства, либо повышать частоту передачи сигнала, что ограничивает длину линии связи.

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство передачи питания и информации по двухпроводной линии связи, которое содержит передающую и приемную части, соединенные линией связи, при этом передающая сторона содержит два ключевых элемента, соединенных с блоком управления (кодирования), конденсатор, соединенный со стабилизатором и информационный блок (см. а. с. 1830625, кл. H 04 В 3/54, опубл. 1993 г.), а на приемной стороне источник постоянного напряжения.

При поступлении от источника постоянного напряжения на передающую сторону устройства начинается работа блоков передающей стороны - происходит коммутация источника постоянного напряжения, в паузах которого передается информационный сигнал.

К недостаткам этого устройства относятся: во-первых, то, что передача информации происходит только в одном направлении; во-вторых, поскольку в качестве информационных импульсов используется изменение тока потребления от источника 4 питания, амплитуда информационных импульсов зависит от тока потребления блока управления 16 и информационного блока 12, и тем самым ограничена, что ограничивает длину линии связи и снижает помехозащищенность устройства в целом. И, наконец, использование для коммутации тока и приема информации трансформаторов усложняет устройство и увеличивает его габариты, ограничивает область его применения особенно для скважинных геофизических исследований.

Целью изобретения является обеспечение двунаправленности приема-передачи по одножильному геофизическому кабелю и упрощение устройства с одновременным повышением его помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема забойной информации, содержащее передающую и приемную части, соединенные линией связи, при этом приемная часть содержит источник постоянного напряжения, а передающая часть - входной стабилизатор, на вход которого подключен блок конденсаторов, ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока измерения и кодирования информации, на вход которого подключены информационные датчики, декодирующий блок, выход которого подключен к управляющему входу блока измерения и кодирования информации, введены в приемную часть ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком управления, преобразователь ток - напряжение и последовательно соединенные декодер и блок обработки и регистрации, причем один вывод ключевого элемента соединен с одним из выходов источника постоянного напряжения, а другой - с одним из выводов преобразователя ток-напряжение, который этим же выводом соединен со входом декодера, а другим - с "нулевой" шиной линии связи, а передающая сторона снабжена преобразователем ток-напряжение, при этом один из выводов ключевого элемента соединен с одним из входов входного стабилизатора, а другой с входом декодера и одним из выводов преобразователя ток-напряжение, другой вывод последнего соединен с "нулевой" шиной линии связи.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где изображена функциональная схема устройства.

Устройство для передачи и приема забойной информации содержит передающую 1 и приемную 2 части, соединенные линией связи 3, которая представляет собой геофизический кабель.

Передающая часть 1 представляет собой скважинный прибор и содержит входной стабилизатор 4 с гальванической развязкой, на вход которого подключен блок конденсаторов 5, ключевой элемент 6, управление которым осуществляет блок 7 измерения и кодирования информации, на вход которого подключены информационные датчики 8, между ключевым элементом и "нулевой" шиной (броней кабеля) установлен преобразователь ток-напряжение 9, с которого снимается информация и поступает на декодер 10 и далее на управляющий вход вычислительного блока 7.

Приемная (наземная) часть 2 содержит источник 11 постоянного напряжения, один вывод которого непосредственно подключен к линии связи 3, а другой вывод - через последовательно соединенные ключевой элемент 12 и преобразователь ток-напряжение 13 подключен к нулевой шине линии связи, управляющий вход ключевого элемента 12 соединен с выходом блока управления 14, съем информации с преобразователя ток- напряжение 13 осуществляют через декодер 15 и далее информация поступает на блок 16 обработки и регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания для скважинной части 1 поступает с наземной части 2 по линии связи 3. При этом ключевые элементы 12 и 6 замкнуты, конденсаторы 5 заряжаются до некоторой величины, достаточной для нормальной работы входного стабилизатора 4 с гальванической развязкой, который обеспечивает питание всех блоков забойной части.

Передача информации с забойной части 1 происходит следующим образом: Измерительная информация с датчиков 8 кодируется в виде двоичного последовательного кода в вычислительном блоке 7 и подается на ключевой элемент 6, который в соответствии с кодом размыкается-замыкается. Ток, протекающий по линии связи 3, изменяется от максимального значения до нуля. В приемной части 2 эти изменения тока выделяются на преобразователе ток-напряжение (резисторе) 13 в виде импульсов напряжения последовательного кода, сформированного на передающей 1 стороне. Этот код подается на декодер 15 и далее в блок обработки и регистрации 16.

Аналогично производится передача последовательного двоичного кода с наземной части 2 в забойную 1.

Устройство управления 14 в соответствии с последовательным двоичным кодом коммутирует ключевой элемент 12, в результате чего ток, протекающий в линии связи, изменяется от максимального значения до нуля, причем эти изменения происходят с периодичностью кодовой последовательности. В забойной части 1 эти изменения тока выделяются в виде импульсов напряжения последовательного кода на резисторе 9 и после декодирования в блоке 10 используется для управления.

Таким образом осуществляется прием и передача информации в наземной и скважинной частях в обе стороны по линии связи 3. Использование стабилизатора напряжения 4 позволяет снизить требования к сглаживающим емкостям блока 5, а размещение ключевых элементов 6 и 12 и преобразователей ток-напряжение 9 и 13, представляющие собой низкоомные резисторы в цепях "земли", повышает помехоустойчивость приема-передачи и упрощает устройство в целом.

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема забойной информации, содержащее передающую и приемную части, соединенные линией связи, при этом приемная часть содержит источник постоянного напряжения, а передающая часть - входной стабилизатор, на вход которого подключен блок конденсаторов, ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блоком измерения и кодирования информации, на вход которого подключены информационные датчики, декодирующий блок, выход которого подключен к управляющему входу блока измерения и кодирования информации, отличающееся тем, что в приемную часть введены ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком управления, преобразователь ток - напряжение и последовательно соединенные декодер и блок обработки и регистрации, причем один вывод ключевого элемента соединен с одним из выходов источника постоянного напряжения, а другой - с одним из выводов преобразователя ток - напряжение, который этим же выводом соединен со входом декодера, а другим - с "нулевой" шиной линии связи, а передающая сторона снабжена преобразователем ток - напряжение, при этом один вывод ключевого элемента соединен с одним из входов входного стабилизатора, а другой - с входом декодера и преобразователя ток - напряжение, другой вывод последнего соединен с "нулевой" шиной линии связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1